混杂纤维混凝土力学性能及抗渗性能试验研究
Experimental Study on Mechanical Properties and Impermeability of Hybrid Fiber Reinforced Concrete
混凝土是目前应用最普遍的建筑材料,但是混凝土易开裂、抗拉强度较低等一系列的缺点导致了混凝土在使用过程中出现开裂、渗水等现象,严重地影响了混凝土力学性能以及耐久性能.由于加入纤维可以改善混凝土的力学性能以及耐久性能,纤维混凝土得到工程研究人员的重视.混凝土是多相的复合材料,掺入某种单一纤维时,改善了混凝土的某些性能.但是这种性能的提高只是单一层次的,但并没有改善混凝土的整体性能,这就是其局限性所在.如果想提高混凝土的整体性能,所加入的纤维也可是多层次的,这就形成了混杂纤维混凝土.本文主要针对在混凝土中加入纤维可以改善混凝土力学性能以及抗渗性能这一目标,通过对不同类型的混凝土进行试验研究和理论分析,结合各种多方面因素考虑,研究掺入不同类型的纤维来改善混凝土的力学性能以及抗渗性能效果,探讨了不同纤维对混凝土各种性能的增强机理.研究所得出的主要结论如下:(1)在混凝土中掺入纤维后,混凝土拌合物的坍落度下降,有的下降的程度较大,有的下降的程度较小.钢纤维对坍落度的影响要比聚丙烯纤维影响要显著.因为钢纤维对混凝土集料起到承托的作用.混凝土坍落度的大小受到钢纤维与聚丙烯纤维两个因素的影响,结合这两个因素的变量,混凝土坍落度回归方程为:Z=64.93-535875.44X2.45-15011.36Y1.34-61177400.00X2.45Y1.34.其中,X为钢纤维的掺量值,Y为聚丙烯纤维的掺量值.(2)通过混杂效应和极差分析,聚丙烯纤维对混凝土抗压强度的影响要比钢纤维显著,混凝土抗压强度的大小受到钢纤维与聚丙烯纤维两个因素的影响,结合这两个因素的变量,混凝土抗压强度回归方程为:Z=(33.13-1767.50X+23355.79Y-6935500Y2+251581000Y3)/(1-62.20X-151.44X2+46554.33X3+687.24Y-168731.86Y2).其中,X为钢纤维的掺量值,Y为聚丙烯纤维的掺量值.(3)通过对混杂纤维混凝土进行抗渗性能研究发现,聚丙烯纤维的掺量对混凝土抗渗性能影响较为明显,随着聚丙烯纤维掺量的增加,混杂纤维混凝土的抗渗性能逐渐提高.钢纤维对混凝土抗渗性能也有一定影响,表现为随着纲纤维掺量的增加,混杂纤维混凝土的抗渗性能有所提高,但较素混凝土提高效果不显著.混杂纤维对混凝土基体抗渗性能的影响是正混杂效应与负混杂效应博弈的过程,应合理控制混杂纤维的体积掺量,推荐体积掺量为0.5%钢纤维与0.3%聚丙烯纤维混杂混凝土抗性性能为佳.(4)通过对纤维混凝土隧道衬砌在水压力作用下的渗透性能的研究,通过测得应变研究发现在混凝土中掺入纤维提高了其变形性能.混凝土的应变与水压力成线性关系.通过试验发现,在现有的试验的水压力情况下,混凝土材料处于弹性阶段,通过观察渗水现象不能体现出钢纤维对混凝土内部裂缝的抑制作用.
- 作者：
- 黄杰
- 学位授予单位：
- 武汉工业学院
- 专业名称：
- 岩土工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 李继祥；刘肖凡
- 中图分类号：
- TU528.572
- 关键词：
- 混杂纤维混凝土；抗渗性能；混杂效应；试验研究
- fiber reinforced concrete；impermeability；mixed effects；experimental research